1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên ứu á ông nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu ho đài truyền hình kts vtc

97 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Các Công Nghệ Lưu Trữ Và Thiết Kế Trung Tâm Dữ Liệu Cho Đài Truyền Hình KTS VTC
Tác giả Ngô Thị Mai Loan
Trường học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Điện Tử Viễn Thông
Thể loại Luận Văn Thạc Sĩ
Năm xuất bản 2011
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 97
Dung lượng 4,58 MB

Nội dung

Trang 1 MẪU BÌA LUẬN VĂN CÓ IN CHỮ NHŨ VÀNG Khổ 210 x 297 mmNGÔ THỊ MAI LOANBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI--- NGÔ THỊ MAI LOANĐIỆN TỬ VIỄN THÔNGNGHIÊN CỨU CÁC CÔNG

Trang 1

MẪU BÌA LUẬN VĂN CÓ IN CHỮ NHŨ VÀNG Khổ 210 x 297 mm

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

- NGÔ THỊ MAI LOAN

NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ VÀ THIẾT KẾ TRUNG

TÂM DỮ LIỆU CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH KTS VTC

Chuyên ngành : Điện tử viễn thông

Trang 3

1.2 Mục đích và yêu cầu đ t ặ ra đối vớ ệ ối h th ng DataCenter33T 15

1.2.1 Mục đích 15 33T

1.2.2 Yêu cầu đặt ra đố ớ ệ ối v i h th ng Data Center33T 15

1.4.1 H thệ ống Server33T 22

1.4.2 Hệ ố th ng LAN Switch 24 33T 33T 33T

1.4.3 H thệ ống mạng SAN33T 2533T 33T 33T

1.4.4 H thệ ống quản lí và điều hành hoạt động 33T 26

Trang 4

2.4.2 SATA 33T 59 33T 33T 33T

2.4.3 SCSI33T 60 33T 33T 33T

2.4.4 Công nghệ truyền dữ ệ li u SAS (Serial Attached SCSI)33T 61 33T 33T 33T

2.4.5 FC33T 61

2.5 Công nghệ ạ m ng 63 33T

2.5.1 Công nghệ LAN oả 33T 63 33T

2.5.2 Giao thức Spanning Tree (STP)33T 64

2.5.3 Công nghệ Caching 65 33TChương 3 Khảo sát thực trạng việc lưu ữ và thiết kế trung tâm dữ ệu cho Đài TH tr liKTS VTC 33T 69

Trang 6

4

U

T ừ viết tắt UTiếng Anh UTiếng Việt

ACL Access Control List Danh sách điều khi n truy nh p ể ậAIT Advanced Intelligent Tape Băng từ thông minh cao

ATA Advanced Technology

Attachment

Kết nối bằng công nghệ tiên tiến

CIFS Common Internet File System H thệ ống file dùng chung

DAS Direct Attached Storage Lưu trữ ế ố k t n i tr c ti p ự ế

DAT Digital Audio Tape Băng từ âm thanh s ố

DDS Digital Data Storage Lưu trữ ữ ệ d li u s ố

DMA Direct Memory Access Truy c p bậ ộ nh trớ ực tiếp

EDA Equitpment Distribution Area Khu v c phân ph i thi t bự ố ế ị

HDA Horizontal Distribution Area Khu v c phân ph i theo chiự ố ều

ngang

LAN Local Area Network Mạng cục bộ

MDA Main distribution area Khu v c phân ph i chínhự ố

NAS Network Attached Storage Lưu trữ qua m ng ạ

SAN Storage Area Network Mạng lưu trữ riêng biệt

SATA Serial ATA Kết nối bằng công nghệ tiên tiến

dạng nối tiếp SCSI Small Computer System

Trang 7

5

WAN Wide Area Network M ng diạ ện rộng

ZDA Zone Distribution Area Khu v c phân ph i vùngự ố

Data center Trung tâm dữ ệ li u (TTDL)Operation center Trung tâm v n hànhậComputer room Phòng máy tính

Trang 9

Hình 2.1 Mô hình l u tr DAS sư ữ ử ụ d ng cáp SCSI và cáp quang.U 2933TU

Hình 2.2 Ki n trúc ph n m m c a DASế ầ ề ủ U 3033TU

Hình 2.3 Mô hình l u trư ữ NASU33T 3333TU

Hình 2.4 Kiến trúc ph n m m NASầ ề U 3433TU

Hình 2.5 Mô hình l u trư ữ SANU33T 3633TU

Hình 2.6 Ki n trúc ph n m m SANế ầ ề U 3833TU

Hình 2.7 Mô hình Clustering máy chủ (Server)U 4133TU

Hình 2.8 StrippingU 4633TU

Hình 2.9 RAID 0U 4933TU

Hình 2.10 RAID 1U 5033TU

Hình 2.11 RAID 3U 5233TU

Hình 2.12 RAID 4U 5333TU

Hình 2.13 RAID 5U 5433TU

Hình 2.14 RAID 6U 5533TU

Hình 2.15 RAID 10 56U 33TU

Hình 2.16 Cáp ATAU 5733TU

Hình 2.17 Mô h nh công nghì ệ VLAN 63U 33TU

Hình 2.18 Mô hình Caching trên máy chủ (Server)U 6633TU

Hình 2.19 Mô hình Caching trên thiết bị ưu trữ (Storage Device) l U 6733TU

Hình 2.20 Mô hình Caching t p trung (Centralized Storage Caching)ậ U 68

Trang 11

9

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ ội dung đượ n c đ c p trong luề ậ ận văn “Nghiên cứu các

công nghệ lưu trữ và thiết k trung tâm dế ữ ệ li u (Data Center) cho Đài truyền hình

k ỹ thuật số VTC” được vi t d a trên k t qu ế ự ế ả nghiên cứu theo đề cương của cá nhân tôi dướ ự hưới s ng d n c a TS Bùi Vi t Khôi cùng v i k t qu phân tích, tìm hi u h ẫ ủ ệ ớ ế ả ể ệ

thống Data Center cũng như nghiên cứu công nghệ ử ụng cho các thành phần của hệ s d

Trang 12

10

LỜI NÓI ĐẦU

Truyền hình , truyền thông, Việt Nam đang tiến những bước rất nhanh về ả s c ốlượng và chất lượng R t nhiấ ều đài truyền hình, r t nhi u kênh sóng, r t nhiấ ề ấ ều các chương trình mới đượ ảc s n xu t ra trong m t ngày, m t tháng, mấ ộ ộ ột năm Nhưng càng

có thêm nhiều chương trình hay, hấp d n thì yêu c u vẫ ầ ề ệ vi c bảo quản, lưu trữ ữ ệ d li u

lại càng cần thiết hơn bao giờ ết, song vấn đề này lạ đang vấp phải không ít khó h i khăn Làm thế nào đểxây dựng một hệ ống quản lý dữ ệu đảm bảo nhất? Làm sao th li

có thể đảm bảo lưu trữ ữ ệ d li u và có thể ử ụ s d ng chúng trong hàng chục năm? Điều đó

là thách th c không nh cho nhứ ỏ ững người làm công việc lưu trữ ữ ệ d li u

Để đảm b o vi c khai thác và sả ệ ử ụ d ng dữ ệ li u này hiệu quả ấ r t c n xây dầ ựng trung tâm dữ ệ li u cho doanh nghi p nh m hệ ằ ợp nhất các ngu n thông tin vồ ề ột nơi an mtoàn mức đ bộ ảo mật cao hơn so với môi trường phân tán V i vai trò trung tâm, TTDL ớcho phép doanh nghiệp tối ưu hóa được nhiều hoạt động như kết nối các quy trình công việc quan trọng, thực hiện tổng hợp, thống kê, phân tích, báo cáo và tự động hóa các quy trình, giúp cho các đài truyền hình gi m chi phí, thả ời gian và đưa ra các quyết định kịp thời cho sản xuất kinh doanh Do đó việc chú trọng đầu tư vào Data Center là quyết định đúng đắn và mang tính bắt buộc, v ệi c th ng nh t các trung tâm d li u c a các ố ấ ữ ệ ủ

dịch vụ ề ột mối là h t s c quan tr ng trong quá trình t v m ế ứ ọ ối ưu cung cấp dịch vụ

Luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kếtrung tâm dữ liệu (Data Center) cho Đài truyền hình kỹ thuật số VTC” nhằm đưa ra

giải pháp cho việc xây dựng một trung tâm dữ ệu phục vụ cho lĩnh vực truyền hình linói riêng và truyền thông nói chung

Luận văn có một số ục tiêu chính sau : m

 Nghiên cứu và tìm hi u t ng quan v h thể ổ ề ệ ống DataCenter hỗ ợ cho việc lưu tr

tr ữ và cung cấp dịch vụ ủa đài truyền hình c

 Đưa những phân tích và đánh giá về các giải pháp lưu trữ

Trang 13

11

 Phân tích các công nghệ ử ụ s d ng trong t ng thành ph n trong h th ng ừ ầ ệ ốDataCenter cũng như đưa ra các giải pháp xây d ng trung tâm d li u lâu dài ự ữ ệcho đài truyền hình k thu t s VTC ỹ ậ ố

Phạm vi luận văn là nghiên cứu và tìm hiểu hệ ống Data Center hỗ ợ

việc cung cấp dịch vụ, không đi vào các vấn đ chi tiết như: cấu hình hệ ống mạng, ề thtìm hiểu các điều kiện môi trường vật lý, các gi i pháp k t n i chi ti t bên trong ả ế ố ế

Em xin chân thành cảm ơn TS Bùi Việt Khôi đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ hoàn thành luận văn này Xin chân thành cám ơn các thầy cô trong Khoa, Trung tâm đào tạo sau đại học đã tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn này

Trong quá trình nghiên cứu, cập nhật thông tin, đánh giá không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành của các thầy

Trang 14

12

N ỘI DUNG LUẬN VĂN

Chương 1: Tổng quan h th ng Data ệ ố Center Chương 1 đưa ra khái niệm, ch c ứnăng hệ th ng Data ố Center Đồng thời nêu lên m t s thành phộ ố ần đóng vai trò quan

trọng trong hệ ống Data th Center

Chương 2: Các công nghệ áp dụng cho từng thành phần trong hệ thống trong data center Chương này sẽ đưa ra các công nghệ lưu trữ, công nghệ cho mạng, server

và công nghệ caching

Chương 3: Khảo sát th c tr ng vi c s d ng công ngh ự ạ ệ ử ụ ệ thông tin cũng như nhu

cầu lưu trữ ủa Đài truyền hình kỹ c thuật số VTC

Chương 4: Các gi i pháp xây d ng trung tâm dả ự ữ ệ li u cho ài truy n hình kĐ ề ỹ thuật số VTC

Trang 15

13

Chương 1 T ổng quan hệ thống DataCenter

Trong chương này, luận văn sẽ trình bày nh ng ki n thữ ế ức cơ bản liên quan đến hệ thống DataCenter Các kiến thức cơ bản này giúp người đọc có một cái nhìn tổng quan, toàn di n vệ ề ệ h thống DataCenter Điều này giúp người đọc có th tr lể ả ời các câu hỏi: DataCenter là gì? Mục đích của h th ng DataCenter là gì? C u trúc hệ ố ấ ệ th ng ốDataCenter g m nh g thành ph n nào?ồ ữn ầ

1.1 Khái niệm hệ thống DataCenter

H thệ ống DataCenter là một kiến trúc vật lý, thường là một tòa nhà riêng biệt chứa hệ ố th ng máy tính, các thi t b viễn thông và hệ thế ị ống lưu trữ Hệ ống cũng bao th

gồm các thiết bị cung cấp nguồn, các kết nối dữ ệu, thiết bị điều khiển điều kiện môi litrường và các thi t b b o m t chuyên d ng H thế ị ả ậ ụ ệ ống DataCenter giúp đơn giản hóa quá trình truy c p dậ ữ ệ li u của các dịch v trong cụ ộng đồng lớn người sử ụ d ng

Khái niệm Data Center xuất phát t các phòng máy tính lừ ớn trong giai đoạn

đầu c a ngành công nghi p máy tính Các h th ng máy tính thủ ệ ệ ố ời kì đầu thường gây ra nhiều khó khăn trong việc điều hành và quản lí, cũng như cần một môi trường đặc biệt

Trang 16

14

để duy trì ho t đ ng Trong th i kì bùng nạ ộ ờ ổ ủ c a ngành công nghiệp máy vi tính, đặc

biệt trong những năm 1980, máy tính bắt đầu được sử ụng rộng rãi Tuy nhiên, vì các d

hoạt động công nghệ thông tin bắt đầu phát triển phức tạp, nhiều công ty đã nhận th c ứđược r ng c n ph i ki m soát các tài nguyên Cùng vằ ầ ả ể ới nh ng ti n ích c a mô hình ữ ệ ủ

“Clien-Server” trong thập kỉ 90 của thế ỉ trước, các máy chủ (thường được gọi là k Server) bắt đầu được gom vào một phòng đặc bi t bên trong công ty Việ ệc sử ụ d ng khái ni m “Data Center”, khi áp d ng trong việ ụ ệc thi t k ế ế các phòng máy tính như vậy,

bắt đầu trở nên phổ ến trong giai đoạ bi n này

S ự bùng nổ các trung tâm dữ ệu đi liền với kỷ nguyên internet Các công ty li

cần kết nối Internet nhanh và hoạt động liên tục để triển khai các ệ ống và thiết lậ h th p

s hiự ện diện trên mạ Các công ty bắt đầu thực hiện việc xây dựng hệ ống thiết bịng th

rất lớn gọi là “Internet Data Center” Hệ thống này s cung c p cho doanh nghi p rẽ ấ ệ ất nhiều giải pháp cho việc triển khai và điều hành hệ ống Các công nghệ ới được áp th m

dụng vào hệ ống nhằm kiểm soát tính co giãn v th ề yêu cầu liên quan đến điều hành và triển khai hệ ống của doanh nghiệp th

Như vậy, trung tâm dữ liệu là một môi trường tích hợp hệ thống chuyên dụng về phần cứng gồm các hệ thống máy chủ (server), hệ thống mạng, hệ thống lưu nguồn điện dự phòng (UPS và máy phát điện dự phòng), các hệ thống backup khôi phục dữ liệu và chương trình phần mềm, nơi cung cấp dịch vụ lưu trữ dữ liệu và các ứng dụng đảm bảo tính an toàn trong việc trao đổi thông tin và hợp nhất dữ liệu của người sử dụng, nhằm giảm thiểu chi phí quản lý chung của công nghệ thông tin

Trang 17

Tuy nhiên, mục đích quan trọng nh t cấ ủa một hệ ố th ng Data Center t p trung là ậđơn giản hóa quá trình cung c p dấ ịch vụ ớ m i c a nhà cung c p dủ ấ ịch vụ ễ vi n thông Với

một hệ ống Data Center như vậy, khi cần cung cấp một dịch vụ ới đến khách hàng, th mthay vì ph i xây d ng l i toàn b các thành ph n hả ự ạ ộ ầ ệ ố th ng cung c p d ch v , nhà cung ấ ị ụ

cấp dịch vụ có thể ận dụng được cơ sở h t t ạ ầng DataCenter sẵn có và chỉ ệc thêm các vithiết bị như: Server, thiết bị lưu trữ… đồng thời m r ng thêm b ph n qu n lý mạng ở ộ ộ ậ ả

và d ch vị ụ

1.2.2 Yêu cầ u đ t ra đ i với hệ ố ặ ố th ng Data Center

H thệ ống Data Center tập trung đóng một vai trò vô cùng quan tr ng trong quá ọtrình cung c p d ch vấ ị ụ ủ c a nhà cung c p dấ ịch vụ ễ vi n thông Hệ ố th ng Data Center còn được xem như là trung tâm và là trái tim trong toàn bộ cơ thể hoạt động c a nhà cung ủ

cấp dịch vụ Vì vậy, một số yêu cầu cần thiết được đặt ra đối với hệ ống Data th Center như sau:

 Truy cập d ễ dàng: Đây là yêu cầu hàng đầu c a m t Data Center xu t phát t ủ ộ ấ ừmục đích họat động của nó

 Đảm b o an ninh: Data Center là m t h th ng t p trung r t nhi u ki u d li u ả ộ ệ ố ậ ấ ề ể ữ ệđược lưu trữ Cùng v i đó, có rất nhiớ ều người cùng truy cập vào các dữ ệ li u trong Data

Trang 18

những ưu tiên hàng đầu Các nhà thiết kế ần đưa ra những biện pháp dự phòng để c sao

d liữ ệu và có những phương án hữu hiệu khi có sự ố ả c x y ra

1.2 Mô hình cơ bản của DataCenter

Mô hình logic cơ bản của TTDL như sau:

Trong đó có các phân vùng bao gồm:

Trang 19

17

Phòng đầu vào (Entrance Room): là giao diện gi a nhà cung c p dữ ấ ịch vụ với hệ ố th ng cáp của TTDL Nó ch a ph n cứ ầ ứng để phân chia ranh giới giữa hai phía Entrance room thường n m tách bi t v i Computer ằ ệ ớ room để đả m bảo an ninh hơn Tùy thuộc vào mức dự phòng hoặc chuẩn Tier mà có th có thêm m t Entrance room khác phể ộ ục

v ụ cho nhà cung cấp dịch vụ th ứ hai Nếu TTDL r t lấ ớn, có thể cần phòng entrance room khác để đưa cáp nhà cung cấp d ch v gầị ụ n v i thi t b ớ ế ị hơn nhằm đ m b o chi u ả ả ềdài không vượt quá m c cho phép ứ

Khu vực phân ph i chính (Main distribution Area - MDA): là trung tâm của hệ ố th ng cáp và nằm trong khu vực phòng máy, MDA được coi như điểm t p k t n u TTDL ậ ế ếchiếm nhiều tầng của tòa nhà, nó bao gồ các đường kết nối chính và có thể có các kết m nối chéo theo chiều ngang nếu thiết bị đặt gần MDA Nếu qui mô TTDL l n thì MDA ớ

có th là m t khu vể ộ ực riêng bi t nhệ ằm bảo đảm an toàn M i TTDL s có ít nhỗ ẽ ất một MDA Các Router lõi, LAN switch, SAN switch chính và PBX thường đặt trong vùng này vì đây là khu vực trung tâm c a c u trúc cáp cho trung tâm d li u Trong m t s ủ ấ ữ ệ ộ ốtrường h p thì thi t b c a nhà cung cợ ế ị ủ ấp dịch vụ (như bộ ghép kênh chẳng hạn) được

đặt trong MDA rút ng n kho ng cách ắ ả

MDA có th dùng cho ể một ho c nhi u HDA (vùng phân ph i theo chi u ngang) ặ ề ố ềhoặc các vùng phân phối trong TTDL và một hoặc nhiều phòng Telecom nằm bên ngoài không gian phòng máy tính để ỗ ợ h tr khu vực văn phòng, trung tâm vận hành và các phòng hỗ ợ tr bên ngoài khác

Horizontal distribution area (HDA): Đây Là nơi phân phối cáp đấu chéo theo chiều ngang nếu TTDL tương đố ớn Đối l i v i TTDL nhớ ỏ thì HDA đặt chung v i MDA ớHDA có thể đặt tách biệt với các khu vực khác để an toàn hơn HDA bao gồm các LAN switch, SAN switch và KVM switch dùng cho thiết bị ế k t cuối ở trong khu vực phân ph i thi t bố ế ị

Khu vự c phân ph i thiế ố t b (Equitpment Distribution Area - EDA) Đây là khu vực

gồm các rack hoặc tủ để ắp các mô đun thiết bị lưu trữ và server l

Trang 20

18

Khu vực phân ph i vùng (Zone distribution Ar ea- ZDA ): được s d ng cho phòng ử ụmáy tính (Computer room) lớn, đây là điểm k t n i thêm trong viế ố ệc nối cáp ngang giữa HDA và EDA ZDA có chức năng như điểm gắn k t m m d o khi c u hình hoế ề ẻ ấ ặc nơi

đặt thi t b t ế ị ự do như mainframe hay loại máy ch không s d ng patch panel Ch cho ủ ử ụ ỉphép m t ZDA trong giộ ới hạn ch y cáp theo chi u ngang v i tạ ề ớ ối đa 288 kế ốt n i ZDA không có các k t n i chéo nhau hay thi t bế ố ế ị vận hành

Cáp đường tr c (backbone) và cáp n m ngang(horizontal cable): Trong TTDL, cáp ụ ằ

đường tr c k t n i giụ ế ố ữa MDA, HDA và Entrance room, trong khi đó cáp nằm ngang kết nối giữa HDA, ZDA và EDA Tùy chọn cáp đường tr c có th ụ ể đượ ắc l p gi a các ữHDA để ạ t o m c d phòng M i vùng chức năng phải đượứ ự ỗ c b ố trí như vậy nh m h n ằ ạchế độ dài cáp đườ ng tr c và nằụ m ngang vượt quá m c tối đa ứ

Phòng Telecom (Telecom room): Phòng này ch a thi t bứ ế ị ph c vụ ụ cho nhu c u thoầ ại, video và dữ ệ li u n i bộ ộ ủa TTDL để ỗ ợ c h tr các khu vực văn phòng và khu vực khác Trung tâm v n hành (Operation center): Đây là khu vực giám sát TTDL, tùy thuộc vào qui mô TTDL, trung tâm v n hành có thậ ể có nhi u nhân viên k thu t giám sát ề ỹ ậmạng trên màn hình lớn và màn hình máy để bàn

Phòng máy tính (Computer room): là không gian được ki m soát vể ề môi trường và an ninh, nơi đây chứa thi t b vi n thông, server và cáp Nó được chia thành các khu vực ế ị ễphân phối là các điểm k t n i cho hế ố ệ ố th ng cáp Tủ rack/t chủ ứa thi t bế ị được đặt trên sàn giả Khí làm mát và cáp (cáp điện và cáp dữ ệu) thông thườ li ng chạy dưới sàn Hình ảnh mô phỏng một TTDL lớn được phân ổ các vùng như sau: b

Trang 21

19

Trong đó:

A: Khu v c phân ph i chính (MDA)ự ố

B: Khu v c phân ph i theo chi u ngang (HDA)ự ố ề

C: Khu vực cho lưu trữ

J: Khu v c phân ph i vùng (ZDA)ự ố

D: Phòng cơ điện

E: Phòng Telecom

F: Trung tâm v n hànhậ

G: Phòng đầu vào (entrance room)

H: Khu v c phân ph i thiự ố ết bị (EDA)

I: Computer room

Trang 22

20

1.3 Phân loại tiêu chuẩn DataCenter

Hiệp hội công nghiệp viễn thông (TIA) đã phân chia TTDL thành 4 mức chu n, m i ẩ ỗmột mức đ u có các yêu cầu cề ụ ể th và mức đ sẵn sàng của TTDL tăng theo từộ ng m c ứThông tin cơ bản v các chuề ẩn cho TTDL như sau

1.3.1 Chuẩn Tier I

Đây là TTDL cơ bản không có các thành ph n d phòng Nó có mầ ự ột đường

viễn thông đầu vào, một đường điện đầu vào, một hệ thống điều hòa (HVAC) và đáp

ứng các tiêu chu n t i thi u v t i tr ng c a sàn n u có sàn nâng Tùy ch n UPS ho c ẩ ố ể ề ả ọ ủ ế ọ ặđiện d phòng chự ạy cùng đường dây với đường điện chính TTDL Tier I ph i ng ng h ả ừ ệ

thống hàng năm cho việc bảo dư ng mặc dù nhữỡ ng trục trặc không biết trước có thể làm ng t hắ ệ ố th ng b t c lúc nào ấ ứ Đặc điểm của TTDL đạt chuẩn này như sau:

 TTDL dễ ị gián đoạ b n b i các hoở ạt động bất thường ho c có k ho ch ặ ế ạ

 H tạ ầng hệ ống cần phải tắt hoàn toàn để ực hiện bảo trì hàng năm hoặc cho th thcông việc sửa chữa

 Thời gian ngừng hệ ống hàng năm lên tới 28,8 giờ th

 Đây là TTDL có tính sẵn sàng th p nh t, ch t 99,671% ấ ấ ỉ đạ

1.3.2 Chuẩn Tier II

Đây là TTDL đã đạt chu n Tier I và có các thành ph n d phòng trong hẩ ầ ự ạ t ng ầ

để tăng thời gian s ng c a h thố ủ ệ ống cao hơn chuẩn Tier I Nh ng thành ph n này gồm ữ ầ

có một điểm vào vi n thông thễ ứ hai, UPS và máy phát điện d phòng và m t hự ộ ệ th ng ốđiều hòa HVAC th hai Kết cấu xây dựng sàn ch u tứ ị ải trọng lớn hơn, yêu cầu cửa phải

có l quan sát phòng máy Tier II ỗ cần phải dừng hệ th ng mỗi năm mộ ầố t l n đ b o ể ảdưỡng Đặc điểm của TTDL này như sau:

 H thệ ống ít bị gián đoạn đối với các hoạt động bất thường hoặc được lập kế

hoạch hơn so với chuẩn tier I

Trang 23

21

 Việc bảo trì các đường điện và các thành phần khác của hạ ầng cần phải tắt hệ t

thống mới tiến hành được

 Thời gian dừng hệ ống hàng năm là 22 giờ th

 Tính sẵn sàng của TTDL đạ ớt t i 99,741%

1.3.3 Chuẩn Tier III

Đây là TTDL đã đạt chu n Tier II và có th th c hi n vi c bẩ ể ự ệ ệ ảo trì trong khi đang

vận hành – bất kỳ ột thành phần hạ ầng chính nào cũng có thể m t ngừng hoạt động mà không làm gián đoạn t i hoớ ạt động c a máy tính TTDL lo i này có nhi u hủ ạ ề ệ th ng ốđiện và điều hòa HVAC nhưng chỉ có m t đư ng active Các thành ph n thi t bộ ờ ầ ế ị và đường vi n thông có d phòng T i tr ng ễ ự ả ọ sàn cao hơn Tier I và Tier II, việc vào ra TTDL đều được camera giám sát và đội ngũ nhân viên trực 24/24 S c ngự ố ừng hệ

thống chỉ ảy ra do l x ỗi vận hành Đây là chuẩn hiện nay đang được áp d ng t i trung ụ ạtâm dữ ệ li u của Tổng công ty VTC TTDL này có đặ điểc m sau:

 Cho phép bảo dưỡng thi t b ế ị trong lúc đang vận hành h th ng ệ ố

 Cho phép các hoạt động đã được l p k ho ch th c hi n mà không làm gián ậ ế ạ ự ệđoạn hoạt động ph n c ng c a computer, tuy nhiên nh ng hoầ ứ ủ ữ ạt động bất thường gây

ra có thể làm gián đoạn hoạt động của hệ th ng ố

 Thời gian ngừng hệ ống hàng năm là 1,6 giờ th

 Tính sẵn sàng của TTDL đạ ớt t i 99.982%

1.3.4 Chuẩn Tier IV

Đây là TTDL có khả năng chịu l i cao Nó có nhiỗ ều đường phân phối điện và làm mát đề ở ạu d ng active, t t c các thành phấ ả ần đều có dự phòng nhằm đảm b o hả ệ

thống hoạt động liên tục trong trường hợp cần tắt một thành phần nào đó Tất cả thiết

b ị đều có cáp điện và dữ ệu dự phòng đi theo các đường tách biệt Các khu vực phân li

phối tách biệt nhau có thể phục vụ ự phòng cho nhau TTDL đạ d t chuẩn này có đặc điểm sau:

Trang 24

22

 Đây là TTDL có khả năng chị ỗu l i cao

 Các hoạt động đượ ậc l p k ho ch s ế ạ ẽ không làm gián đoán hệ ố th ng và TTDL có

th ể duy trì hoạt động của tải kể ả c trong trường hợp sự ố ất thườ c b ng

 Thời gian ngừng hệ ống tối đa 0.4 giờ ỗ th m i năm

đảm nhi m th c hi n chệ ự ệ ức năng Server

Trang 25

23

H thệ ống Server được kết nối với cả các Switch và Router mạng cho phép kết

nối truyền thông giữa hệ thống Server và người dùng dịch vụ Mặc dù khả năng đảm

bảo độ tin cậy không thể ằng các máy tính cỡ ớn (Mainframe) nhưng hệ ống Server b l thđang ngày càng được s d ng r ng rãi B i vì có m t s ử ụ ộ ở ộ ố lượng l n các máy tính trong ớ

h thệ ống Server Farm nên việc mắc lỗ ở các thiết bị riêng rẽ ẽ không gây ảnh hưởi s ng nhiều đến hoạt động của hệ ống Điều này làm tăng khả năng dự phòng cho hệ ố th th ng, giúp hệ thống vượt qua lỗi dễ dàng và nhanh chóng trở ề v ch ế độ ho t đạ ộng bình thường

Hiệu năng hoạt động của hệ ống Server (đến hàng nghìn Processors hay nhiề th u hơn) thường b gi i h n b i hiị ớ ạ ở ệu năng của h th ng làm mát trong h th ng Data ệ ố ệ ốCenter và chi phí điện năng hơn là hiệu năng của các bộ vi xử lí Vì điều này, thông sốthiết kế chuẩn cho một hệ ống như vậy sẽ là hiệu năng hoạt động trên 1 W điện năng thhơn là hiệu năng cho từng b vi x ộ ửlí

Trong hệ thống DataCenter, hệ thống Server đóng một vai trò vô cùng quan

trọng Vì hệ ống DataCenter ra đời nhằm hỗ ợ các nhà cung cấp dịch vụ trong việc th tr cung cấp các dịch vụ m i đớ ến người dùng Mặt khác, các hoạt động x lí trong quá ử trình th c hi n cung c p dự ệ ấ ịch vụ đến người dùng đều được th c hi n trên các Server ự ệ

Vì v y, khi xem xét chi ti t các thành ph n bên trong hậ ế ầ ệ ống DataCenter thì điều đầ th u tiên c n xem xét chính là cách th c hoầ ứ ạt động và sắp x p hế ệ ố th ng Server

Vì đóng một vai trò quan tr ng trong họ ệ ố th ng DataCenter nên hệ ố th ng Server

luôn được xem xét một cách cẩn thận và có được những đặc tính nổi trội như :

 S dử ụng các máy chủ chuyên dụng dòng cao nhất: hỗ ợ ết nối Cluster, cân tr k

bằng tải (Network Load Balancing) Các ổ đĩa được điều khiển bởi bộ điều khiển RAID (RAID Controller), máy chủ và thiết bị lưu trữ được tách riêng và k t n i qua ế ốcáp quang đảm b o t c đ truy n d li u cao ả ố ộ ề ữ ệ

 Ch ế độ ảo mật và khả năng lưu trữ d b ự phòng được thi t l p sao cho hệ th ng ế ậ ốhoạt động một cách bảo mật và an toàn nhất đối v i dớ ữ ệ li u

Trang 26

24

 Định d ng các Server t o thành Cluster giúp k t n i nhi u máy ch trong h ạ ạ ế ố ề ủ ệ

thống cùng xử lý một dữ ệu, điều này làm tăng khả năng xử li lý c a h th ng lên nhi u ủ ệ ố ề

l n ầ

Như vậy, h th ng máy ch (Server) yêu c u hiệ ố ủ ầ ệu năng cực cao, đáp ứng các

ứng d ng ch y trên nó vụ ạ ới độ ễ tr nh nh t, thỏ ấ ời gian đáp ứng th p nh t, h tr nhi u ấ ấ ỗ ợ ề

ứng d ng, c u hình hoàn h o giúp h th ng hoụ ấ ả ệ ố ạt động liên tục và đáp ứng các yêu c u ầ

khắt khe nhất, góp phần đ m bảo chất lượng dịch vụ cung cấp đến người dùng.ả

1.4 .2 Hệ thống LAN Switch

Các thi t bế ị chuyển m ch (Switch) làm viạ ệc ở ớ l p 2 trong mô hình OSI Trong

mạng cục bộ (LAN), thiết bị Switch đóng một vai trò rất quan trọng vì đây là đầu mối chính có trách nhiệm điều phối và định tuy n trong n i bế ộ ộ ạ m ng LAN

Đối v i h th ng Data Center cớ ệ ố ủa nhà cung c p d ch v , s ấ ị ụ ố lượng người dùng truy cập tại một thời đi m là rất lớn vì hệể thống Data Center tích hợp các thiết bị ủa ccác dịch v khác nhau vào trong cùng m t h thụ ộ ệ ống Điều này đặt ra m t nhi m v r t ộ ệ ụ ấlớn là tăng khả năng xử lí định tuyến trong mạng cục bộ LAN trong hệ thống DataCenter Và nhi m vệ ụ này được th c hi n b i các LAN Switch ự ệ ở

Cũng như các hệ th ng m ng khác, giố ạ ải pháp kĩ thuật mạng như VLAN, Spanning Tree Protocol sẽ được áp dụng trong hệ thống DataCenter nhằm tăng hiệu năng hoạt động c a h th ng DataCenter Hi n nay, các thi t b Switch hoủ ệ ố ệ ế ị ạt động trong các hệ ố th ng DataCenter hiện đại trên th giế ới thường có t c đ G-ố ộ byte hay 10G-byte

Tốc đ này là cần thiết để có thểộ truyền tải lượng dữ ệu lớn khi có nhiều người sử li

dụng các dịch vụ khác nhau trong cùng một thời điểm Các nhà cung cấp giải pháp và thiết bị ạng trên thế ới đang cố ắng cho ra đời những thiết bị Switch chuyên dụng m gi g

hoạt động trong hệ ống DataCenter th

Trang 27

25

1.4.3 H ệ thống mạng SAN

Mạng lưu trữ Storage Area Network: SAN) là kiến trúc để ết nối các thiết bị ( klưu trữ ữ ệu như: các đĩa (disk array), các băng (tape)…đế d li n các Server đ ph c v ể ụ ụcho hoạt động hệ ố th ng

Hầu hết các mạng lưu trữ SAN sử ụng giao thức SCSI (Small Computer dSystem Interface) cho vi c truy n thông giệ ề ữa các Server và các thiế ị lưu trữt b Chuẩn SCSI đưa ra các lệnh, các giao th c, các giao diện (interface) điệứ n ho c quang SCSI ặthường dùng ch y u cho các thi t b ủ ế ế ị như đĩa lưu trữ (disk) hay băng (tape) nhưng ngoài ra nó cũng có thể ế ố ớ k t n i v i các thi t b ế ị khác như Scanner hay đĩa CD Chuẩn SCSI cũng đưa ra mộ ậ ệt t p l nh cho các thi t b ngo i vi chuyên dế ị ạ ụng nhưng chuẩn này thường t p trung nhi u vào các yêu cầu thương mại hóa ậ ề

Một số đặc điểm của giao thức SCSI:

 SCSI là giao diện thông minh vì nó ẩn đi sự ph c t p c a đ nh d ng v t lý M i ứ ạ ủ ị ạ ậ ọthiết bị ết nối đến SCSI Bus theo cùng một cách k

 SCSI là giao diện ngo i vi khi có tạ ừ 8 đến 16 thiết bị có thế đính vào một đường Bus đơn

 SCSI là giao diện đệm khi nó s dụng các tín hi u b t tay (hand shake) giử ệ ắ ữa các thiết bị Nó có thể truyền dữ ệu mà không thực hiện thao tác kiểm tra và sửa lỗi li

Trong xu th phát tri n m ng hiế ể ạ ện nay, các dữ ệ li u truy n (d li u t Email ề ữ ệ ừServer, Database…) luôn yêu c u tầ ốc đ truy cộ ập nhanh đến các thi t bế ị lưu trữ Ở các giai đoạn tr c, doanh nghiướ ệp thường tạo ra các vùng lưu trữ ữ ệu là các đĩa lưu trữ d liSCSI (SCSI disk array) có hiệu năng truy cập nhanh Từng vùng như vậy sẽ có ch c ứnăng thực hi n các ng d ng khác nhau ệ ứ ụ

Mạng SAN về cơ bản cho phép kết nối giữa các vùng như vậy với việc sử ụng d

mạng tốc đ cao Tuy nhiên, hệ ống vẫn xem SAN như là tập các thiết bị lưu trữ ữộ th d

li u ệ

Lợi ích việc sử ụng SAN d

Trang 28

26

Với một hệ thống chia sẻ ữ ệu như vậ d li y, việc quản lý lưu trữ cũng sẽ ở tr nên

d ễ dàng hơn đồng thời tăng tính mềm dẻo khi không phải di chuyển cáp và thiết bị lưu

tr ữ khi muốn lưu chuyển dữ ệu được sử ụng bởi Server này sang Server khác li d

Ngoài ra, hệ ố th ng mạng SAN cũng có xu hướng cho phép quá trình x lí khôi ử

phục lỗi hiệu quả hơn Điều này cho phép các sao chép dữ ệu đượ li c thực hiện bởi các thiết bị điều khiển hệ thống lưu trữ (disk array controllers), bởi phần mềm Server hay

bởi các thiết bị trong hệ thống mạng SAN chuyên dụng Từ khi mạng IP WAN trởthành phương tiện lưu chuyể ởn kho ng cách xa với chi phí th p, các giaả ấ o thức FCIP

và iSCSI được phát tri n cho phép mể ở ộ r ng mạng SAN trên n n ki n trúc m ng IP ề ế ạ1.4.4 H ệ thống quản lí và điề u hành ho t đ ng ạ ộ

H thệ ống quản lí mạng là rất phức tạp, nên còn nhiều vấn đề ần được nghiên c

cứu thử nghiệm để ải quyết các vấn đề hư: dữ ệu cần xử lý rất lớn, các môi trườ gi n li ng ngày càng h n t p v i nhi u lo i thi t b khác nhau Các sỗ ạ ớ ề ạ ế ị ự ố c trên m ng luôn luôn có ạnguy cơ xảy ra đòi hỏi người qu n lí giám sát cả ần đưa ra giải pháp x lí nhanh chóng ử

Lỗi phải được chẩn đoán một cách nhanh chóng chính xác và đượ ự độc t ng s a ho c ử ặthông báo đến người điều hành và đưa ra mộ ốt s khuy n ngh v cách gi i quy t Trong ế ị ề ả ế

mạng Internet hoặc mạng khác, người điều hành mạng phải làm việc từ xa với rất nhiều thiết bị (thường là ngồ ở ạm điều hành) Để có thể ắm bắt được tính đa dạng của các i tr nthành ph n m ng thì các ng d ng qu n lí c n làm viầ ạ ứ ụ ả ầ ệc với nhi u giao di n hoề ệ ặc các công cụ Các hệ thống quản lí mạng thường là r t l n và rấ ớ ất khó để duy trì hoạ ột đ ng Giao thức qu n lí m ng SNMP (Simple Network Management Protocol) Giao thả ạ ức

quản lí mạng này được sử ụng để d thiết lập các kênh truyền thông giữa NMS (Network Management Station) và nút mạng được quản lí với các nhiệm vụ, gửi đi các yêu cầu

và nh n vậ ề các bản tin trả lời Giao thức này tương ứng v i t ng ng d ng trong mô ớ ầ ứ ụhình TCP/IP, và đượ ử ục s d ng ph bi n trong m ng Internet ổ ế ạ

Các chứ c năng qu ản lí mạ ng đư c tiêu chuẩ ợ n hóa trong OSI:

Trang 29

27

 Quản lí về ỗ : Gồ l i m m t lo t các công cụ cho phép phát hi n, cách ly hoộ ạ ệ ặc sửa

lỗi: lỗi thực thi, lỗi thiết kế, lỗ quá tải, nhiễu, quá thời gian sống ( lifetime) i

 Quản lí cướ : Gồc m m t s chộ ố ức năng: thông báo với khách hàng v cư c, thông ề ớbáo v i khách hàng vớ ề cước trong tương lai, giới hạn cước (tránh cho khách hàng các

loại hóa đơn cước lẻ ẻ t )

 Quản lí cấu hình mạng: Đôi khi còn được g i là qu n lí tên và c u hình, gọ ả ấ ồm

một số chức năng: ghi lạ ấi c u hình hi n tệ ại, ghi lại các thay đổ ề ấi v c u hình, nh n dậ ạng các thành ph n m ng, khầ ạ ở ạo và đóng các hệ ối t th ng mạng, thay đổi các thông s trong ố

định khi nào cần thay đổ ấu hình và cũng có thể đượi c c s d ng cho ph n quử ụ ầ ản lí cước

để điều chỉnh hóa đơn

 Quản lí bảo mậ : Cho phép quảt n lí quá trình kh i tở ạo và thay đổi các chức năng

bảo mật trong ạng chống lại sự truy nhập trái phép M m ột số phần quan trọng được sử dụng: quản lí khóa truy nhập (chứng thực, mã hóa, ủy quyền), quản lí Firewall và tạo

ra các bản ghi b o mật ả

Việc tự động tìm kiếm phát hiện là một trong những chức năng cơ bản của hệ ống thquản lí mạng Trong trường hợp đơn gi n nhất, đó chỉ là phát hiện các thi t bả ế ị m ng ạCác đoạn mã di động được ví như một phương tiện thu n l i nhậ ợ ất để ự th c hi n nhi m ệ ệ

v ụ trên Trong khi sự tìm kiếm phát hiện cơ bản trong m ng (ch ạ ỉ đơn giản là phát hiện các nút mạng) không đủ ph c tạứ p c n thi t cho viầ ế ệc sử ụng các đoạn mã di độ d ng, sự

phức tạp hơn sẽ đem lại lợi ích lớn hơn từ những khả năng mới đó Tuy nhiên, việc tìm kiếm phát hiện trong mạng là phương tiện cơ sở cho định hướng m i M t trong nh ng ớ ộ ữ

kĩ thu t tìm ki m phát hiậ ế ện được s d ng ph bi n là vi c gử ụ ổ ế ệ ửi đi các bản tin đến địa ch ỉ

Trang 30

28

IP trong một vùng nào đó Và quá trình tìm kiếm phát hi n sệ ẽ đưa ra một cái nhìn tổng quan về ạ m ng thông qua các b n tin trả ả ờ l i

Trang 31

29

Chương 2 Công nghệ áp dụng cho từng thành phần trong hệ

thống Data Center 2.1 Các công nghệ lưu trữ

2.1.1 Mô hình lưu trữ DAS

Mô hình lưu trữ này áp dụng cho máy tính, máy tr m làm vi c (workstation) và máy ạ ệchủ Cấu hình DAS bao g m m t máy tính k t n i trồ ộ ế ố ực ti p vế ới một ho c nhiặ ều đĩa

c ng ứ (HDD) hay còn gọi là mảng đĩa (Disk Array) Máy tính sử ụng giao thức chuẩ d n như SCSI, ATA, Serial-ATA hoặc quang (FC) để giao ti p vế ới đĩa cứng M t s ộ ố đường bus cho phép n i nhi u HDD thành m t chu i trên m i bố ề ộ ỗ ỗ ộ chuyển đổi bus cho máy

chủ, cho kênh máy ủch ho c bộ điềặ u khi n giao diể ện được tích h p trên máy ch Ví d ợ ủ ụ

mô hình sẽ có như sau:

Hình thứ nhất trong hình trên mô tả 4 đĩa cứng kết nối với máy tính thông qua chuỗi cáp kế ốt n i SCSI Hình th hai s dứ ử ụng cáp quang để ố n i máy tính v i h thớ ệ ống lưu trữRAID/JBOB

Trang 32

30

DAS là công nghệ được áp d ng r ng rãi trong m ng doanh nghi p Nó có chi phí ụ ộ ạ ệ

thấp, và dễ ắ l p đ t Nó phù hợp cho các mục đích kế ốặ t n i các tài nguyên lưu trữ ữ ệ d li u

với máy tính hoặc máy chủ khi dung lượng, vấn đề quản trị, sao lưu, tính sẵn sàng, hiệu năng cao không phải là yêu cầu bắt buộc Đ i với máy tính cá nhân và các ứng ốdụng mạng cho doanh nghiệp nhỏ, DAS vẫn là lựa chọn có ưu thế khi yêu c u tầ ăng dung lượng không nhi u, hiề ệu năng và độ tin c y có th d ậ ể ễ dàng đáp ứng b ng các ưu ằđiểm trong công ngh ệ đĩa cứng và bus Một vài năm gần đây, dung lượng c ng m i ổ ứ ỗnăm tăng gấp đôi nhưng vẫn duy trì chi phí thấp đố ới v i các ổ ứ c ng cho th ị trường máy

tính cá nhân Sự ến tới của các chuẩn bus ti Ultra-ATA, SATA, SATA 2, Serial Attached SCSI (SAS) và FC đã làm giảm kh ả năng nghẽn c chai trên giao di n bus ổ ệ

-Chất lượng của các ổ ừng cũng được cải thiện theo từng năm Những ưu điểm về c công ngh ệ đã giúp các hệ ống DAS nh m t th ắ ới các yêu cầu cho người dùng lưu trữ ữ ệ d li u ít

Các lớp ph n m m cầ ề ủa mộ ệ ống DAS đượt h th c minh ho trong hình trên H th ng ạ ệ ốlưu trữ ắ g n tr c ti p đượự ế c h ệ điều hành qu n lý Các ng d ng ph n m m truy c p d ả ứ ụ ầ ề ậ ữliệu thông qua hệ thống vào ra tập tin gọi của hệ điều hành Các l nh gệ ọi hệ ố th ng tập

Trang 33

31

tin vào ra được file system x lý, file system qu n lý cử ả ấu trúc thư mục dữ ệ li u và ánh

x t ạ ừ các tệp tới các blocks trong không gian đĩa logic Volume manager quản lý các tài nguyên v block trong mề ột hoặc nhiều đĩa vật lý trong h thệ ống đĩa cứng và ánh x ạcác truy nhập không gian block đĩa logic tớ ịi đ a chỉ ậ v t lý ổ đĩa/cylinder/sector Phần

mềm điều khiển thiết bị đĩa sẽ ắn kế g t h ệ điều hành với phần điều khiển đĩa (Disk controller) ho c phặ ần cứng Host Bus Adapter và đáp ứng chuyển các lệnh và dữ ệ li u

giữa máy trạm với hệ ống đĩa Ứng dụng của client khởi tạo I/O mức tệp được ánh xạ thvào I/O m c block, các chuyứ ển đổi đó xảy ra trên giao di n gi a máy tính client và hệ ữ ệ

thống đĩa Một trong những đặc tính chủ ếu của DAS là kết hợp các tài nguyên lưu trữ yvào các máy tính/server riêng lẻ Sự thiếu h t tài nguyên tr nên rõ ràng khi các ụ ở ứng

dụng đòi hỏi yêu cầu về lưu trữ ữ ệu cao d li hơn DAS bị ới hạn sau đây: dung lượng gilưu trữ ủ c a DAS b gi i h n b i s ị ớ ạ ở ố lượng đĩa cứng mà bus h tr (ví d ỗ ợ ụ 15 đĩa SCSI)

Việc thêm/bớt đĩa có thể làm ngắt truy cập tới các đĩa trên dây chuyền SCSI vì th làm ếcho tài nguyên lưu trữ không còn s n sàng trong su t th i gian bẵ ố ờ ảo trì Dung lượng t i ố

đa của h th ng DAS là cao nhệ ố ất khi SCSI bus đã lắ ối đa số đĩa cứp t ng mà nó hỗ ợ tr

Hiệu quả ủa tài nguyên lưu trữ ủa DAS thấp vì dung lượng lưu trữ chỉ áp dụ c c ng cho máy tính/server đã cho Bản ch t là tài nguyên lưu trữ ơ môi trườấ ng DAS bị phân tán do đó không chỉ ộ n i dung b lị ặp mà tài nguyên dư thừa trên m t máy không s ộ ửdụng được cho máy khác mặc dù không gian đĩa của các máy đó gần đầy Phòng dịch

v ụ máy tính của doanh nghiệp phải luôn giám sát mức sử ụ d ng không gian đĩa của từng máy tính để ắn thêm đĩa cho từ g ng máy ho c di chuy n d li u bặ ể ữ ệ ằng tay để đả m b o ảnhu c u vầ ề đĩa cứng Điều này s ẽ gây khó khăn cho người qu n tr khi s lượng máy ả ị ốtính trong doanh nghiệp tăng

Tính s n sàng cẵ ủa nội dung lưu trữ ủ c a DAS b giị ới hạn, bấ ỳ t k server nào h ng thì ỏ

đều dẫn đến người dùng không truy c p đư c n i dung cậ ợ ộ ủa các tài nguyên lưu trữ N u ếtài nguyên lưu trữ tách ra khỏi server thi sau đó có thể ử ụ s d ng m t server d ộ ự phòng để

kiểm soát phần lưu trữ và cho phép truy ập tới dữ ệu đó c li

Trang 34

32

Hiệu năng của các ứng dụng DAS bị ới hạn do tố gi c độ x ử lý của từng server Vì nội dung chỉ do server được kết n i truy c p nên vố ậ ấn đề ử lý song song để x chia sẻ ả t i

giữa nhiều server là không thực hiện được

Công việc bảo trì m t mộ ạng lưới máy tính l n gớ ồm các hệ thống DAS là r t mấ ệt

mỏi Để bảo vệ ữ ệu trên các hệ ống DAS thì cần sao lưu/phục hồi dữ ệu cho mỗi d li th limáy tính Đây là tiến trình tiêu t n nhi u th i gian và ố ề ờ ảnh hưởng đến hiệu năng của các máy tính và c n nhi u sầ ề ự can thiệp của con người Sửa chữa các hỏng hóc trên t ng ừmáy tính thậm chí đòi hỏi công việc bằng tay nhiều Tất cả các y u tố trên làm tăng chi ếphí v n hành các hậ ệ ố th ng DAS

2.1.2 Mô hình lưu trữ NAS

NAS là mô hình lưu trữ qua mạng Nó được s dử ụng để gi i quy t nh ng h n ch ả ế ữ ạ ế

của DAS nhằm chia sẻ tài nguyên lưu trữ qua mạng NAS thường được gọi là tủ lưu trữ được g n tr c ti p vào m t m ng máy tính (LAN) thông qua giao thắ ự ế ộ ạ ức hệ ố th ng tập tin mạng như NFS và CIFS NAS cho phép truy cậ ởp m c t p ch không ph i d ng ứ ệ ứ ả ở ạblock

Một lệnh truy cập tệp được tham chiếu bởi tên tệp hoặc tệp được chuyển thành một chuỗi các lệnh truy cập block trên đĩa vật lý Vấn đề ử lý của NAS có thể ảnh hưở x ng

đến t c đ x lý ho c d li u thêm vào chuy n qua m ng; c ố ộ ử ặ ữ ệ ể ạ ả hai điều này có th d ể ễvượt qua vì ti n b công ngh ế ộ ệtheo định luật Moore Vấn đề xứ lý quá tải không thể ị b

loại bỏ, đây là yếu tố ẫn tớ d i độ tr x ễ ử lý gây ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu năng của thông lượng I/O trong nhi u ng d ng ề ứ ụ

Trang 35

33

Hình 2.3 Mô hình lưu trữ NAS

Lợi ích đi kèm với khái niệm lớp cao hơn trong NAS là dễ ử ụ s d ng Nhi u h ề ệ điều hành như UNIX và LINUX đã gắn kèm các giao thức với NAS như hệ thống chia sẻ file qua m ng (NFS) Các phiên b n sau này cạ ả ủa h ệ điều hành Window đã hỗ trợ giao

thức CIFS Cài đặt một hệ ống NAS sau đó kết nối hệ ống lưu trữ NAS vào mạng th thLAN c a doanh nghi p (ví dủ ệ ụ ạ m ng Ethernet) và c u hình hấ ệ điều hành trên máy trạm

và server để truy c p NAS Nh n th y có nhi u l i ích khi chia sậ ậ ấ ề ợ ẽ lưu trữ mà không

c n h tầ ạ ầng mạng mởi hoặc các thiết bị chuyển mạch mới Việc truy cập định hướng file cũng dễ áp d ng m t m ng h n hợụ ộ ạ ỗ p qua nhi u n n t ng h điều hành máy tính ề ề ả ệ

Một ví dụ ủa NAS như ở hình trên Trong ví d này có m t s máy tính và server c ụ ộ ố chạy h ệ điều hành Window và UNIX Thiết bị NAS n i tr c ti p vào m ng LAN và ố ự ế ạcung cấp tài nguyên lưu trữ dùng chung cho các hệ điều hành

Trang 36

34

Kiến trúc phần mềm nói chung của tủ lưu trữ NAS như hình trên Về mặt logic, hệ

thống lưu trữ NAS bao gồm 2 lo i thiạ ết bị: các hệ ố th ng máy tính client và các thi t bế ị NAS Có thể có nhiều trường hợp cho mỗi kiểu trong mạng NAS Các thiết bị NAS

hiện các tài nguyên lưu trữ lên trên mạng LAN và được chia s gi a các h th ng máy ẻ ữ ệ ốtính client n i v i mố ớ ạng LAN đó Ứng d ng client truy cụ ập tài nguyên lưu trữ ảo mà không c n biầ ết là tài nguyên đó nằ ở đâu.m

Trong hệ thống client, các yêu truy cập I/O kiểu t p cho ng dệ ứ ụng được hệ điều hành x lý thành các d ng g i hử ạ ọ ệ ố th ng, giống như các cu c gọ ệ ốộ i h th ng sinh ra trong

h thệ ống DAS Sự khác nhau ở đay là các cuộc gọi hệ ống được hệ th điều hành xử lý như thế nào Các cu c g i h th ng b l p ộ ọ ệ ố ị ớ I/O redirector ch n, lặ ớp này xác định n u d ế ữliệu được truy cập là một phần của file system xa ho c file system cở ặ ục bộ Nếu dữ

liệu là một phần của hệ thống DAS thì các cuộc gọi hệ thống được xử lý b i file ở

Trang 37

35

system cục bộ Nếu dữ ệ li u là ph n file system xa thì file director chuyầ ở ển các lệnh lên khung giao th c Network file system, giao th c này ánh xứ ứ ạ các cuộc gọi hệ ống truy thcập tệp thành các bản tin lệnh để truy c p vào server t xa theo d ng các b n tin NFS ậ ừ ạ ảhoặc CIFS Những bản tin truy c p file tậ ừ xa này sau đó chuyển lên ngăn xếp giao thức TCP/IP, ngăn xếp này đ m b o chuy n các b n tin ả ả ể ả một cách tin c y qua m ng Phậ ạ ần mềm điều khiển NIC kết hợp ngăn xếp TCP/IP v i Card giao di n m ng Ethernet ớ ệ ạEthernet NIC cung c p giao di n v t lý và chấ ệ ậ ức năng điều khi n truy nhể ập phương tiện

x ạ các lệnh thành các cuộc gọi hệ thống truy cập tệp tới file system của thiết bị NAS

H thệ ống tệp NAS, quản lý dung lượng và phần điều khiển hệ thống đĩa cứng hoạt động tương tự file system c a DAS, và dủ ịch các lệnh I/O thành các phần chuyển đổi I/O block giữa bộ điều khiển đĩa (Disk Controller), HBA và Disk System (tủ đĩa) mà đây hoặc là m t ph n c a thi t b NAS ho c thi t g n t i thi t b ộ ầ ủ ế ị ặ ế ắ ớ ế ị NAS bên ngoài Điều quan tr ng là Disk System có thọ ể ồm 1 đĩa hoặ g c mộ ố đĩa chạt s y song hành v i nhau ớtrong m t chu i hoộ ỗ ặc một vòng l p hặ ệ ống lưu trữ th bên ngoài ho c th m chí là các tài ặ ậnguyên lưu trữ có trên mạng SAN được n i v i HBA c a thi t b ố ớ ủ ế ị NAS Trong mọi trường hợp, các tài nguyên lưu trữ ắ g n v i thi t b NAS có th truy c p qua HBA ho c ớ ế ị ể ậ ặDisk controller ở ứ m c I/O block

2.1.1 Mô hình lưu trữ SAN

SAN cung cấp trao đổi I/O theo d ng block giạ ữa các hệ thống máy tính với các hệ

thống đĩa đích SAN có thể ử ụng cáp quang (FC) hoặc Ethernet (iSCSI) để cung cấp s d

kết nối giữa các máy chủ ới tủ đĩa Hay nói cách khác, tủ đĩa được tách biệt vể m t v ặ

Trang 38

mạng lưới đã hoạch định tách biệt khỏi mạng LAN để đảm bảo độ ễ lưu lượng I/O tr block không ảnh hưởng đến lưu lượng trên m ng LAN Ví dạ ụ này cho thấy mạng SAN

đã phân định k t n i v i m t bên là nhi u server ng dế ố ớ ộ ề ứ ụng, server cơ sở ữ d liệu, các hệ

thống tệp của NAS và một bên là hệ thống đĩa và băng từ Các server và các thiết bịlưu trữ ế k t n i v i nhau qua SAN như là các thành phần ngang hàng Trong số các ố ớ

mạng ngang hàng thì mạng SAN đảm bảo độ tin cậy cao, độ ễ tr truyền lưu lượng th p ấ

Mặc dù có thể chia sẻ ạ ầng mạng giữa LAN và SAN b ng môi h t ằ trường iSCSI, nhưng có mộ ố lý do nên đểt s tách riêng ra Th nh t, m ng LAN và m ng SAN ứ ấ ạ ạthường t n t i trong các ph n v t lý khác nhau cồ ạ ầ ậ ủa mạng doanh nghi p M ng SAN ệ ạthường được k t n i v i các server và các thiếế ố ớ t b ị lưu trữ ầ g n nhau trong m t môi ộ

Trang 39

37

trường tập trung LAN thường đ c p đ n k t n i gi a các server và máy tr m hoề ậ ế ế ố ữ ạ ặc máy cá nhân, các thi t b này trế ị ải rộng nhiều hơn trong môi trường doanh nghi p Thệ ứ hai, tải lưu lượng trên LAN và SAN và chất lượng d ch v yêu cị ụ ầu là khác nhau Lưu lượng SAN yêu cần băng thống cao hơn và tính sẵn sàng cao hơn với độ ễ tr th p mà ấđiều này mạng LAN khó đáp ứng được Hơn nữa, SAN có th ể cho băng thông cao hơn

đối v i các ứớ ng dụng như sao lưu và mirroring để duy trì trong kho ng thả ời gian đã cho, mà điều này có th d làm ng t hiể ễ ắ ệu năng của lưu lượng LAN khi chúng chia s ẻchung các tài nguyên m ng Cu i cùng mạ ố ạng SAN thường được xây d ng trên một ựgiao thức mạng khác như cáp quang khác giao thức Ethernet c a LAN Th m chí khi ủ ậiSCSI SAN ch y trên công ngh Ethernet, SAN có th tách kh i LAN hoạ ệ ể ỏ ặc về ậ v t lý

hoặc về logic thông qua VLAN để đảm bảo tính b o m t và QoS vả ậ ề lưu lượng SAN Kiến trúc phần mềm SAN được yêu cầu trên các hệ ống máy tính như ở th hình sau

là ki n trúc ph n mế ầ ềm của một hệ thống DAS Điềm khác biệt chín ở đây là driver h điều khiển đĩa được thay thế ở b i lớp giao th c quang hoứ ặc lớp iSCSI/TCP/IP cung cấp chức năng vận chuy n các lệể nh I/O block qua m ng SAN t i h thạ ớ ệ ống đĩa ở xa Ví d ụ

s dử ụng cáp quang, các lệnh I/O SCSI dạng block được ánh xạ ời các khung FC (kênh vquang) lở ớp FC 4 (FCP) Lớp FC 2 và FC 1 cung cấp báo hiệu và vận chuyển vật lý - - -các khung thông qua driver c a HBA và ph n củ ầ ứng HBA Tài nguyên lưu trữ được chia thành mức block, các ứng d ng truy c p dụ ậ ữ ệ ở ứ li u m c block có th làm vi c trong ể ệmột môi trường SAN giống như trong môi trường DAS Đặc tính này là ưu điểm chính của mô hình SAN so với NAS vì một số ứ ng dụng c n hiầ ệu năng cao như hệ th ng ố

quản trị cơ sở ữ ệu được thiết kế để truy cập dữ ệ ở d li li u mức block nhằm cải thiện

hiệu năng của chúng Thậm chí một số ệ h thống quản lý cơ sở ữ ệu sử ụng file d li dsystem phù hợp để ối ưu hóa cho các ứ t ng dụng cơ sở ữ d liệu Đối với các môi trường như vậy thì khó s d ng NAS làm giử ụ ải pháp lưu trữ vì NAS ch cung c p tài nguyên ỉ ấ

m ng mạ ở ức file system cho các file system chuẩn mà hệ ống quản lý dữ ệu không th lithích h p Tuy nhiên nhợ ững ứng dụng như thế khó di trú tới môi trường SAN Trong

Trang 40

38

mô hình lưu trữ SAN, h điều hành hiển thị các tài nguyên lưu trữ ệ như thiết bị SCSI

Vì v y hậ ạ ầ t ng SAN có thể thay th ế DAS mà không c n thay thầ ế ệ điề h u hành

FC là ki n trúc mế ạng đầu tiên cho phép các ng d ng mứ ụ ạng lưu trữ ứ m c block Các chuẩn FC được phát triển do tổ chức chuẩn T11 của ủy ban quốc gia về các chuẩn công nghiệp (NCITS) Các chuẩn này định nghĩa kiến trúc phân lớp để chuyển vậ ữ ệu d lilưu trữ m c block qua h t ng m ng Các giao thức được đánh số ừứ ạ ầ ạ t FC 0 đ n FC-4 - ếtương ứng v i b n lớ ố ớp đầu tiên c a mô hình OSI: t ng v t lý (FC 0), t ng liên k t dủ ầ ậ - ầ ế ữ

liệu (FC 1 FC 2), tầng mạng (FC 3) và tầng vậ- - - n chuy n (FC 4) Lể - ớp FC-0 định nghĩa các chỉ tiêu cho dạng media, khoảng cách và đặc tính tín hiệu quang và điện Lớp FC-1 định nghĩa kến trúc mã hóa/gi i mã dả ữ ệu để li truy n qua media và c u trúc l nh chề ấ ệ o

việc truy nhập media Lớp FC 2 định nghĩa dữ - các block dữ ệu được phân đoạn như li

Ngày đăng: 22/01/2024, 16:55

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN